固態(tài)變壓器（SST）是數(shù)據(jù)中心供電架構(gòu)演進中的高階技術(shù)方向（UPS→HVDC→巴拿馬電源→SST），以**效率、高度集成及多能源樞紐能力為核心優(yōu)勢，通過高頻隔離電力電子技術(shù)實現(xiàn)中壓直流/交流接口，可無縫接入風光儲氫等分布式能源，構(gòu)建智能直流微電網(wǎng)。因此，在AIDC高功率密度趨勢下，SST的效率與空間優(yōu)勢潛力顯著，未來有望推動數(shù)據(jù)中心向零碳化、智能微電網(wǎng)演進。

上述固態(tài)變壓器系統(tǒng)采用的是級聯(lián)H橋+多個高頻DC-DC拓撲結(jié)構(gòu)，考慮級聯(lián)H橋規(guī)模擴展與DC-DC高頻隔離傳輸?shù)碾p重復雜性，傳統(tǒng)實時仿真方法面臨三大核心挑戰(zhàn)：

面對這些仿真技術(shù)挑戰(zhàn)，遠寬能源針對性地提出了創(chuàng)新的解決方案：通過多仿真器并行架構(gòu)與高頻DC-DC精準建模技術(shù)相結(jié)合，既破解了單臺設備仿真復雜系統(tǒng)的算力瓶頸，又實現(xiàn)了高頻信號的高精度還原，能夠適配10kV/35kV等不同電壓等級下的固態(tài)變壓器系統(tǒng)仿真測試。

如下圖所示，該方案通過將固態(tài)變壓器系統(tǒng)解耦為級聯(lián)H橋整流級與高頻DAB單元組，分別下載至兩臺仿真器：仿真器A運行級聯(lián)H橋模型（以受控電流源替代DAB，反饋每個子模塊電容電壓），仿真器B運行高頻DAB模型（以受控電壓源替代H橋，反饋每個DAB單元直流電流）；雙方通過高速Fiberlink光纖實現(xiàn)電壓/電流信號的微秒級交互，并依托專用時鐘同步線確保兩臺仿真設備時鐘同步，構(gòu)建高保真固態(tài)變壓器控制器硬件在環(huán)測試平臺。

方案優(yōu)勢：

以10kV交流電網(wǎng)輸入、直流側(cè)800V輸出的固態(tài)變壓器（SST）系統(tǒng)為例（含每相6級共18個H橋模塊與18個100kHz高頻DAB單元），通過分割仿真方案（級聯(lián)H橋與高頻DAB分載獨立仿真器+互饋信號建模）實現(xiàn)實時仿真。

MT 1090作為SST實驗系統(tǒng)的控制器，實時運行最近電平調(diào)制算法和DAB移相控制算法，由光纖實時采集各子模塊電容電壓信號，計算并生成對應的 PWM 驅(qū)動信號和移相角指令，再通過高速光纖鏈路發(fā)送至仿真器，驅(qū)動對應H橋子模塊開關與 DAB 單元的相位調(diào)節(jié)，在閉環(huán)反饋中保障高壓側(cè)電壓平衡與低壓側(cè) 800V 輸出穩(wěn)定。

如下為實時仿真與離線仿真結(jié)果比對波形情況。

實驗現(xiàn)場圖

實時仿真得到的網(wǎng)側(cè)三相電壓與三相電流的波形幅值與質(zhì)量均與Simulink離線仿真結(jié)果吻合，驗證了該方法的固態(tài)變壓器系統(tǒng)實時仿真方案可行性與結(jié)果正確性。

網(wǎng)側(cè)電壓電流（Simulink離線仿真結(jié)果）

網(wǎng)側(cè)電壓電流（實時仿真結(jié)果）

實時仿真得到的A相各子模塊電容電壓波形、紋波及平衡特性，與Simulink離線仿真結(jié)果吻合，驗證了固態(tài)變壓器系統(tǒng)及其等效分割方法在實時環(huán)境下的正確性。

A相子模塊電壓（Simulink離線仿真結(jié)果）

A相子模塊電壓（實時仿真結(jié)果）

DAB采用雙移相控制，實時仿真電流波形、幅值與拐點與simulink離線仿真均基本一致。

DAB電感電流 （離線）

DAB電感電流 （實時） 動圖

實時仿真電容電壓穩(wěn)定在800V左右，與離線仿真結(jié)果基本一致。

負載電容電壓（Simulink離線仿真結(jié)果）

負載電容電壓（實時仿真結(jié)果）

以上測試結(jié)果表明，遠寬能源的解決方案精準契合固態(tài)變壓器類型系統(tǒng)的實時仿真訴求，多仿真器并行架構(gòu)實現(xiàn)的低延遲數(shù)據(jù)交互與高頻DAB模型達成的高精度仿真表現(xiàn)，與離線仿真結(jié)果高度吻合，為數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)、中壓交直流配網(wǎng)、光儲充一體化電站及智能微電網(wǎng)等前沿系統(tǒng)的研發(fā)驗證與工程部署提供了高可靠性的測試仿真平臺。